第七章 表面处理技术转化膜
表面处理技术概论-第4章 转化膜技术
⑶铝及铝合金阳极氧化膜的特点
①功能性：可以通过封孔处理以提高其保护性，也可在孔隙 中沉积特殊性能的物质而获得某些特殊功能，从而形成多 种多样的功能性膜层。
②吸附性：由于氧化膜呈现多孔结构，且微孔的活性较高， 有很好的吸附性。氧化膜对各种染料、盐类、润滑剂、石 蜡、干性油、树脂等均表现出很高的吸附能力。
4.1.4 表面转化膜用途
⑴提高材料的耐蚀性 ；氧化或磷化 ⑵提高材料的减摩耐磨性；磷化 ⑶提高材料的装饰性 ；钝化 ；着色 ⑷用作涂装底层；磷化膜 ⑸绝缘；磷化膜 ⑹防爆；瓦斯，粉尘，铝及铝合金与不锈钢
碰撞易通过铝热反应发生火花引爆。
• 4.2 阳极氧化
• 4.2.1 铝及铝合金的阳极氧化 • 4.2.2 铝阳极氧化膜的着色和封闭 • 4.2.3 镁合金阳极氧化
• 铝及铝合金进行阳极氧化时，由于电解质 是强酸性的，阳极电位较高，因此阳极反 应首先是水的电解，产生初生态的[O]，氧 原子立即对铝发生氧化反应，生成氧化铝， 即薄而致密的阳极氧化膜。阳极发生的反 应如下：
H2O-2e-→[O]+2H+
2Al+3[O]→A12O3
阴极只是起导电作用和析氢反应：
4.1 转化膜技术简介
• 转化膜是指由金属的外层原子和选配的介质的阴 离ne
镁合金摩托车端盖磷酸盐转化膜
它的生成必须有基底金属的 直接参与，也就是说，它是 处在表层的基底金属直接同 选定介质中的阴离子反应， 使之达成自身转化的产物 （MmAn）。
易实现机械化或自动化作业，生产效 率高，转化处理周期短、成本低，但 设备投资大
无需专用处理设备，投资最省、工艺 灵活简便。但生产效率低、转化膜性 能差、膜层质量不易保证
适用范围
转化膜
化学反应机理为：
3Fe＋NaNO2＋5NaOH－－>3Na2FeO2＋H2O＋NH3 6Na2FeO2＋NaNO2＋5H2O－－>3Na2Fe2O4＋7NaOH＋NH3 Na2FeO2＋Na2Fe2O4＋2H2O－－>Fe3O4+4NaOH 在钢铁表面附近生成的Fe3O4，其在浓碱性溶液中的溶解度极 小，很快就从溶液中结晶析出，并在钢铁表面形成晶核，而后晶核 逐渐长大形成一层连续致密的黑色氧化膜。 在生成Fe3O4的同时，部分铁酸钠可能发生水解而生成氧化铁的水 物Na2Fe2O4＋（m＋1）H2O－>Fe2O3· 2O+2NaOH mH 含水氧化铁在较高温度下失去部分水而形成红色沉淀物附在氧化膜 表面，成为红色挂灰，或称“红霜”，这是钢铁氧化过程中常见的故障， 应尽量避免。
表1－1铝及铝合金碱性铬酸盐化学氧化溶液的配方及工艺条件
组成物的质量浓度 /G· L-1 碳酸钠 铬酸钠 配 方 编 号 1 40～60 15～25 2 50～60 15～20 3 40～50 10～20
氢氧化钠
磷酸三钠 硅酸钠 温度/℃ 时间/MIN
2～5
1.5～2 0.6～1.0 85～100 5～8 95～100 8～10 90～95 8～10
3.氧化膜的后处理 钢铁工件通过化学氧化处理,得到的氧化膜其防 护性仍然较差,所以氧化后还需进行皂化处理、浸油 或在铬酸盐溶液里进行填充处理。 4.不合格氧化膜的退除 不合格氧化膜经脱脂后,在10～15％(体积分数) 的HCl或H2SO4中浸蚀数秒或数十秒即可退除,然后 可再重新氧化。
2.1.2钢铁的磷化处理
2.钢铁常温化学氧化(酸性化学氧化)
◇ 钢铁常温发黑机理：钢铁表面的发黑处理,可
化学转化膜
(9-5) (9-4)
使反应(9-5)向右移动，并且使Fe的界面处pH值不断上升，溶液中所 生成的不溶性磷酸锌浓度不断增加，最后终于超越了它的溶度积。
由于Fe离子从基体进入溶液中的扩散速率一般比反应的速率低，因 此磷酸锌能够迅速而整齐地沉积在金属表面上，成为致密的膜层。
(3) 钝化的影响：在稀铬酸或铬酸盐溶液(0.01％)里进行后处理，可以 减小磷化膜自由孔隙面积，不仅可提高抗蚀性，还 可改善用漆层的性能。
(4) 温度的影响： 磷酸锌膜晶体结构相当于-磷锌矿[Zn3(PO4)24H2O]， 在105C，140C，163C分别可形成-磷锌矿(斜方晶 系片状体)、-磷锌矿(斜方晶系)以及-磷锌矿(单斜晶 系)结晶。
使用的处理剂称为成膜型处理剂，其使用实例是磷酸锌、 磷酸锰等。
转化膜的基本用途：
①防锈：转化膜作为底层很薄时即可应用；对部件有较高的 防锈要求时，转化膜需均匀致密，且以厚者为佳。
②耐磨：磷酸盐膜层具有很小的摩擦系数和良好的吸油作用。 在金属接触面间产生了一缓冲层，从而减小磨损。
③涂装底层：作为涂装底层的化学膜要求膜层致密、质地 均匀、薄厚适宜、晶粒细小。
(9-3)
锰盐主要按(9-1)式电离，锌盐几乎全按(9-3)式电离。
锰系磷酸盐膜生成机理
Mn(H2PO4)22H2O 30g
H2O
1L
在97～99C下加热1h，溶液发生如下电离反应: Mn(H2PO4)2 MnHPO4 + H3PO4
(9-1)
反应平衡之后，溶液中存在着一定数量的磷酸分子，未电离的 Mn(H2PO4)2分子以及不溶性的MnHPO4沉淀。 把净化的钢铁件浸入此溶液之中，发生以下反应：
7-化学转化膜
化学氧化机理
钢铁表面化学氧化生成的氧化膜是由Fe3O4组成 转化膜的形成：电化学和化学过程。
✓ 由于钢铁表面是不均匀的，当将其浸入电解质溶液中时，表面上
将形成无数微电池。
电 ✓ 在微阳极区发生铁的溶解：Fe = Fe2+ + 2e 化 ✓ 在有氧化剂的强碱性介质中，溶解的铁发生转化，生成偏铁酸： 学 6Fe2+ + NO2- + 11OH- = 6HFeO2 + H2O + NH3
过 ✓ 在微阴极区偏铁酸被还原:
程
HFeO2 + e = HFeO2-
1.2 化学转化膜的用途
装饰作用
锌镀层铬酸盐处理可以得到彩虹色、军绿色、亮 白色、黑色等不同外观。 铝及其合金制品经过阳极化处理后获得多孔膜， 可以染上各种色彩。
润滑和减磨
如磷酸盐膜和草酸盐膜可以同时起到润滑和减摩的 作用，从而允许工件在较高的负荷下进行加工。
防止电偶腐蚀
化学转化膜电阻大，使较活泼的金属电位正移，异 金属接触部件之间的电偶腐蚀可以大大减小。
对钛、铝及其合金，因表面易钝化而导致电镀层结
涂镀底层 合不良。采用具有适当膜孔结构的化学转化膜作底层，
可以使镀层与基体金属牢固结合。
2 钢铁的化学氧化和磷化处理
2.1钢铁的氧化处理
钢铁在含有氧化剂的溶液中进行处理，使其表面生成一 层均匀的蓝黑到黑色膜层的过程。
氧化膜主要由Fe3O4组成，膜厚一般为0.5～1.5m。 氧化膜的颜色呈灰黑、深黑或蓝黑色，称为发蓝或发黑。
第七章 金属转化膜技术2
7.5.3 钢铁的磷化工艺
• 钢铁典型的磷化工艺流程为：除油→水洗 →酸洗→水洗→表面整平→磷化→水洗→ 钝化（封闭处理） →水洗→干燥。
• 1、预处理 • 作涂装底层用的磷化膜，为获得结晶细致、 低膜重、耐蚀好的膜层，磷化前还须进行 表面活化处理，又称为表面调整。对于非 涂装用的厚膜磷化层，表面调整也可大大 提高其防护性。 • 表面调整所用的表调剂大致有三类：酸性 表调剂、表面活性剂和金属盐表调剂。
7.4.4 微弧氧化的应用
• 1、微弧氧化的应用领域
•微弧氧化膜具有阳极氧 化膜和陶瓷喷涂层两者 的优点。
2、微弧氧化的应用实例
• 在生物涂层中的应用 • 采用微弧氧化处理在镁合金表面制备生物涂 层，不但提高了基体的耐磨损、耐腐蚀性能， 而且通过在溶液中添加钙，磷、银等离子， 还可以形成具有生物活性和抗菌性的生物涂 层，提高了生物相容性。
7.6.1 铬酸盐膜的形成机理
• 铬酸盐处理是在金属/溶液界面上进行的多相反应。 一般认为铬酸盐膜形成过程大致分为以下三个步 骤。 • 1）表面金属被氧化并以离子的形式转入溶液，同 时有氢气在表面析出。 • 2）所析出的氢促使一定数量的Cr6+还原成Cr3+， 并由于金属/溶液界面处的pH值升高，使以胶体的 氢氧化铬形式沉淀。 • 3）氢氧化铬胶体自溶液中吸附和结合一定数量的 六价铬，在金属界面构成具有某种组成的铬酸盐 膜，
• 2、钝化处理 • 铬酸盐钝化液主要由六价铬化合物和活化剂 组成。常用的六价铬化合物有铬酐、重铬酸 钠或重铬酸钾。 • 活化剂的作用是促进金属的溶解，缩短成膜 时间，改进膜的性质和颜色。常用的活化剂 有硫酸、硝酸、卤化物、硝酸盐、醋酸盐或 甲酸盐等。 • 成膜一般在室温下进行，浸渍时间一般在 5~60s之间，铝和镁为1~10分钟。溶液的pH 值对钝化有一定影响，一般在酸性范围 1~1.8之间。
材料表面工程技术之转化膜与着色技术PPT课件( 30页)
§1 转化膜的基本特性及用途
定义：
金属化学处理法（化学转化膜）是通过化学 或电化学手段，使金属表面形成稳定的化合物 膜层的方法。
机理：
金属与特定的腐蚀液接触而在一定条件下发 生化学反应，由于浓差极化作用和阴极极化作 用等，使金属表面生成一层附着力良好的，能 保护金属不易受水和其他腐蚀介质影响的化合 物膜。
•
9、与其埋怨世界，不如改变自己。管好自己的心，做好自己的事，比什么都强。人生无完美，曲折亦风景。别把失去看得过重，放弃是另一种拥有;不要经常艳羡他人，
人做到了，心悟到了，相信属于你的风景就在下一个拐弯处。
•
10、有些事想开了，你就会明白，在世上，你就是你，你痛痛你自己，你累累你自己，就算有人同情你，那又怎样，最后收拾残局的还是要靠你自己。
钠、重铬酸钾，并加有硝酸、硫酸，有的还有少量添 加剂以改善工艺。
老化：钝化膜形成后的烘干称为老化处理。
铝和铝合金的铬酸盐钝化
预处理：预处理是先脱脂再进行碱蚀，以除去制件表面
氧化层，露出新鲜、均匀的基体表面。
成膜处理：铝材铬酸盐膜成膜溶液的特殊之处是含有氟
离子。
§4 化学氧化
化学氧化处理因为成本低，设备简单， 处理方便，使用范围不断扩大。化学氧化 处理可在铝、铜、钢铁、锌、锡、镉等金 属及其合金上进行，获得不同性能、不同 颜色的氧化膜。
加入氧化剂，如NO3-，NO2-，ClO2-等，它们能 除去成膜时产生的[H]和亚铁离子。
加入电位比铁高的金属离子，如Cu2+、Ni2+、 Co2+，它们通过电化学反应沉积在基材表面上， 扩大阴极面积，加速磷化过程。
钢铁磷化工艺
预处理
7 第七章 金属转化膜技术
<3>草酸阳极氧化：
草酸阳极氧化是用2%～10%的草酸电解液通 以直流或交流电进行的氧化工艺。
由于草酸溶液对铝及氧化膜的溶解度小，所以可得到比 硫酸溶液中更厚的氧化膜层； 若用交流电进行氧化，可得较软、弹性好的膜层。 草酸阳极氧化的膜层一般为8～20微米，最厚可达60微 米。
影响氧化膜质量的因素主要有：
<1>硫酸阳极氧化：
在15-20%稀硫酸电解液中通以直流和交流电对铝 及其合金进行阳极氧化处理，可获得5～20微米厚， 吸附性较好的无色透明氧化膜。
硫酸阳极氧化工艺简单，溶液稳定，操作方便，允 许杂质含量范围较宽，电能消耗少，成本低，且几 乎可以适用于铝及各种铝合金的加工，所以在国内 已得到了广泛的应用。
铝及铝合金的化学氧化反应过程：
Al→Al3++3e 2H2O+2e- →2OH-+H2 A13++2OH- →AlOOH+H+ 2H++2e- →H2 2AlOOH → γA12O3· H2O（难溶）
碱性氧化法
酸性氧化法
氧化膜较薄，质软，具有良好的吸附性，可作为有机涂 层的底层，但其耐磨性和抗蚀性能均不如阳极氧化膜； 铝及铝合金的化学氧化处理设备简单，操作方便，生产 效率高，不消耗电能，适用范围广，不受零件大小和形状 的限制。
第七章
金属转化膜技术
导入
金属转化膜技术： 通过化学和电化学方法，使金属
表面形成稳定的化合物薄膜的技术。
1. 2.
常见案例：
钢铁的氧化和磷化； 铝及铝合金的阳极氧化；
3.
锌的铬酸盐钝化等。
第七章_电镀、第八章转化膜
第七章电镀§7.1电镀专业术语一、电镀常识表面处理的基本过程大致分为三个阶段：前处理，中间处理和后处理。
1．前处理：零件在处理之前，程度不同地存在着毛刺和油污，有的严重腐蚀，给中间处理带来很大困难，给化学或电化学过程增加额外阻力，有时甚至使零件局部或整个表面不能获得镀层或膜层，还会污染电解液，影响表面处理层的质量。
包括除油、浸蚀，磨光、抛光、滚光、喷砂、局部保护、装挂、加辅助电极等。
2．中间处理：是赋予零件各种预期性能的主要阶段，是表面处理的核心，表面处理质量的好坏主要取决于这一阶段的处理。
3．后处理：是对膜层和镀层的辅助处理。
二、电镀过程中的基本术语1．分散能力：在特定条件下，镀液使镀件表面镀层分布更加均匀的能力。
亦称均镀能力。
2．覆盖能力：镀液在特定条件下凹槽或深孔处沉积金属的能力。
亦称深镀能力。
3．整平能力：镀液使镀层的轮廓比底层更加平滑的能力。
亦称微观分散能力。
4．电流密度：单位面积电极上通过的电流强度，通常以A/dm²表示。
5．电流效率：电解时，实际析出（或溶解）物质的质量与理论计算应该析出（或溶解）的质量之比。
6．阴极性镀层：电极电位的代数值比基体金属大的金属镀层。
7．阳极性镀层：电极电位的代数值比基体金属小的金属镀层。
8．阳极泥：在电流作用下阳极溶解后的残留物。
9．沉积速度：单位时间内零件表面沉积出金属的厚度。
10．初次电流分布：在电极极化不存在时，电流在电极表面上的分布。
11．活化：使金属表面钝化状态消失的作用。
12．钝化：在一定环境下使金属表面正常溶解反应受到严重阻碍，并在比较宽的电极电位范围内使金属溶解反应速度降到很低的作用。
13．氢脆：由于浸蚀，除油或电镀等过程中金属或合金吸收氢原子而引起的脆性。
14．基体材料：能在其上沉积金属或形成膜层的材料。
15．辅助阴极：为了消除被镀制件上某些部位由于电力线过于集中而出现的毛刺和烧焦等毛病，在该部位附近另加某种形状的阴极，用以消耗部分电流，这种附加的阴极就是辅助阴极。
转化膜处理的概念特点及使用场景
转化膜处理的概念特点及使用场景
转化膜处理是一种新型的表面处理技术，它采用化学方法将物体表面上的一层物质转化为具有特殊性质的膜层。
这种处理方式具有以下几个特点：
1. 可以改变物体表面的化学性质。
转化膜处理能够使物体表面变得更加亲水或疏水，从而改善其表面润湿性和润滑性。
2. 可以增强物体表面的耐腐蚀性。
转化膜处理能够在物体表面形成一层致密的膜层，从而防止其受到外界化学物质的侵蚀。
3. 可以提高物体表面的机械性能。
转化膜处理能够使物体表面变得更加硬度和耐磨，从而提高其使用寿命和稳定性。
在实际应用中，转化膜处理经常用于以下场景：
1. 金属表面的防腐蚀处理。
利用转化膜处理能够在金属表面形成一层锌、铬、钛等物质的氧化膜，从而防止其被氧化和腐蚀。
2. 汽车、飞机等机械设备表面的润滑处理。
利用转化膜处理能够使机械设备表面变得更加光滑，从而减少摩擦力，提高设备运行效率。
3. 半导体器件表面的电学性能调节。
利用转化膜处理能够在半导体器件表面形成一层特殊的膜层，从而改变其电学性能，提高器件的性能指标。
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转化膜处理的概念特点及使用场景
转化膜处理的概念特点及使用场景
转化膜处理是一种特殊的表面处理技术，它利用高温、高压等条件下的化学反应，将化学成分与基材表面活性位点发生化学反应，形成一层新的化学物质，从而改变表面的性质。
转化膜处理具有以下几个特点：
1. 转化膜处理可以在基材表面形成一层均匀、致密、不易脱落的膜，从而保护基材表面，延长其使用寿命。
2. 转化膜处理可以增强基材的表面硬度、耐磨性、耐腐蚀性等性能，提高其使用价值。
3. 转化膜处理可以改善基材表面的润湿性、附着力等性能，提高其在特定场景下的使用效果。
转化膜处理主要应用于金属、陶瓷、塑料等材料的表面处理，适用于航空、汽车、电子、建筑、医疗等领域。
例如，可以将汽车发动机的缸体、活塞等零部件经过转化膜处理后，提高其表面的耐磨性和耐腐蚀性，从而延长使用寿命；可以将医疗器械表面经过转化膜处理后，提高其润湿性和附着力，从而减少使用过程中的误差和失灵。
- 1 -。
表面处理与涂镀层技术-金属的腐蚀与防护
后发生水解反应，生成的氢氧化物沉淀填充在孔隙
内，达到封孔目的。常用的有Co，Ni盐类。具体反
应式为：
加热水解
NiSO4 + H2O
Ni(OH)2↓ + H2SO4
由于此类氢氧化物几乎无色透明，且能与有机染
料分子形成配合物，因此水解盐封闭法特别适用于
防护装饰性氧化物的着色处理。
二、钢铁的氧化和磷化
7．封闭处理 由于阳极氧化膜的多孔结构和强吸附能力，表
面易被污染，尤其处于腐蚀环境中，腐蚀介质进入 孔内容易引起腐蚀。因此，经阳极氧化后的皮膜无 论着色与否，均需进行封闭处理，以提高氧化膜的 抗蚀、绝缘和耐磨性能，以减弱对杂质或油污的吸 附。
氧化膜封闭的方法很多，常用方法有：热水封 闭法、蒸汽封闭法和盐溶液封闭法，另外还有石蜡、 油类和树脂封闭法等。
为8～20μm，最厚达60μm，弹性好，具有良好的 电绝缘性。但是成本高、电力消耗大，需要冷却 装置，因此在应用方面受到限制。
其他方法：高效阳极氧化、宽温度范围阳极 氧化、光亮阳极氧化和磷酸阳极氧化等。
6．染色或着色 铝及铝合金经氧化后，往往要经过染色
或着色，以得到色彩鲜艳，耐光、耐候性 好的精饰表面，在轻工业、建筑业得到广 泛应用。根据着色物质和色素体在氧化膜 中分布的不同，可以把铝阳极氧化膜着色 方法分为三类，即吸附染色、整体发色和 电解着色。
因此，在国防工业和各种机械制造工业上获得广泛应用， 其中主要用于要求耐磨、耐热、绝缘的铝合金零件上，如活 塞、汽缸、轴承、飞机货轮的地板、滚棒、导轨等。其缺点 是当膜厚度大时，对铝合金的疲劳强度有影响。
获得硬质阳极氧化膜的溶液很多，如硫酸、草酸、丙二 酸、磺基水杨酸及其他无机酸和有机酸等。所用电源有直流、 交流、交流直流叠加以及各种脉冲电流，其中以直流、低温 硫酸硬质阳极氧化工艺应用最广，其次是混合酸硬质阳极氧 化。下面分别作简单介绍。
金属表面转化膜技术概述
金属表面转化膜技术概述1.金属表面转化膜的概念金属表面转化膜是指通过化学或电化学方法，使金属与特定的腐蚀液相接触，在金属表面形成一种稳定、致密、附着力良好的化合物膜层。
图6-2所示为各种化学转化膜零部件。
转化膜的形成方法是：将金属工件浸渍于化学处理液中，使金属表面的原子层与某些介质的阴离子发生化学或电化学反应，形成一层难溶解的化合物膜层。
几乎所有的金属都可在选定的介质中通过转化处理得到不同应用目的的化学转化膜。
目前应用较多的是钢铁、铝、锌、铜、镁及其合金。
转化物膜层的形成可用下式表示：m M+n A z-=MA n+nz e-m式中，M为表层的金属原子；A z-为介质中价态为z的阴离子；e-为电子。
图6-2 各种化学转化膜零部件由氧化膜的形成过程反应方程式可知，氧化膜的生成必须有基体金属的直接参与，与介质中的阴离子反应生成自身转化的M m A n产物。
氧化膜的优点主要表现在氧化膜与基体金属的结合强度较高，金属基体直接参与成膜，因而膜与基体的结合力比电镀层和化学镀层这些外加膜层大得多，但转化膜较薄，其防腐能力远不如其他镀层，通常还要有另外补充的防护措施。
2.金属表面转化膜的分类表面转化膜几乎在所有的金属表面都能生成。
各种金属的表面转化膜及其分类如下：（1）按转化过程中是否存在外加电流来分类按转化过程中是否存在外加电流可分为化学转化膜和电化学转化膜两类。
化学转化膜不需要外加电源，而电化学氧化需要外加电源。
（2）按转化膜的主要组成物的类型来分类按转化膜的主要组成物的类型可分为氧化物膜、磷酸盐膜、铬酸盐膜和草酸盐膜。
氧化物膜是金属在含有氧化剂的溶液中形成的膜层，其成膜过程称为氧化；磷酸盐膜是金属在磷酸盐溶液中形成的膜，其成膜过程称为磷化；铬酸盐膜是金属在含有铬酸或铬酸盐的溶液中形成的膜层，其成膜过程通常称为钝化。
金属表面转化膜的分类见表6-1。
表6-1金属表面转化膜的分类3.金属表面转化膜的主要用途金属表面形成转化膜后，不仅使金属表面的耐蚀性、耐磨性以及外观得到了极大的改善，同时还能提高有机涂层的附着性和抗老化性，用于涂装底层。
表面转化膜技术
表面转化膜技术
表面转化膜技术是指通过化学或电化学的方法，使材料表面的性质发生变化，以达到防腐、耐磨、装饰等目的的一种技术。
具体来说，通过表面转化膜技术可以形成一层具有特殊性质的薄膜，这层薄膜可以改变材料表面的物理、化学和机械性能，从而提高材料的耐腐蚀性、耐磨性和装饰性等。
表面转化膜技术有很多种，其中比较常用的有化学氧化法、电化学氧化法、阳极氧化法等。
这些技术可以根据材料的不同性质和需要进行选择和应用，以达到最佳的处理效果。
表面转化膜技术的应用范围非常广泛，可以应用于金属、非金属等各种材料表面处理。
在金属材料方面，表面转化膜技术可以用于提高金属的耐腐蚀性和耐磨性，例如在钢铁、铝、铜等金属表面形成一层氧化膜或镀膜；在非金属材料方面，表面转化膜技术可以用于提高材料的硬度和耐磨性，例如在玻璃、陶瓷、宝石等材料表面形成一层硬化膜或镀膜。
总之，表面转化膜技术是一种重要的材料表面处理技术，通过它可以实现对材料表面的性质进行改变和优化，从而提高材料的综合性能和延长使用寿命。
表面工程 考点汇总
表面工程葵花宝典第一章：表面工程技术概论考点1：表面工程的概念：从材料的表面特性出发，利用表面改性技术、涂镀层技术和薄膜技术，使材料表面获得原来没有的新性能的系统工程。
考点2：润湿：固体表面与液体接触时原来的固相-气相界面消失，形成新的固相-液相界面的现象。
润湿是液体与固体表面接触时产生的一种表面现象，液体对固体表面的润湿程度可以用液滴在固体表面的散开程度来说明考点3：表面技术按作用原理分类：原子沉积、颗粒沉积、整体覆盖、表面改性。
第二章：材料表面工程技术基本理论考点4：在几个原子范围内的清洁表面其偏离三维周期性结构的主要特征是表面弛豫、表面重构和表面台阶结构、表面偏析、化合物、化学吸附考点5：表面粗糙度是指加工表面上具有的较小间距的峰和谷所组成的微观几何形状误差，也称微观粗糙度考点6：吸附、吸收和化学反应是固体与气体发生作用的三种表现考点7：按几何特征，晶体表面缺陷分为点缺陷、线缺陷和面缺陷三类考点8：表面平整一般采用磨光、滚光、抛光及刷光和振动磨光(1)磨光是借助粘有磨料的特制磨光轮(或带)的旋转，以磨削金属零件表面的过程(2)滚光是将成批零件与磨削介质一起在滚筒中作低速旋转，靠零件和磨料的相对运动进行光饰处理的过程(3)抛光是用抛光轮和抛光膏或抛光液对零件表面进一步轻微磨削以降低粗糙度，也可用于镀后的精加工(4)刷光是把刷光轮装在抛光机上，用刷光轮上的金属丝(钢丝、黄铜丝等)刷，同时用水或含某种盐类，表面活性剂的水溶液连续冲洗去除零件表面锈斑、毛刺、氧化皮及其他杂物(5)振动磨光是将零件与大量磨料和适量抛磨液置入容器中，在容器振动过程中使零件表面平整光洁考点9：基体表面清洁的目的是：(1)作为前序处理工艺的一部分，为下一涂装或其他表面加工(如电镀、热喷涂等)打基础(2)作为一项单独表面处理技术，可提高工件寿命或恢复工件原状态或节能需要(锅炉清除水垢，提高热效率)；(3)消除工件(设备)隐患，提高安全性(如传热设备局部过热可通过清洗来解决)，消毒、灭菌，除放射性污染，有利于人体健康考点10：喷砂是用机械或净化的压缩空气，将砂流强烈地喷向金属制品表面，利用磨料强力的撞击作用，打掉其上的污垢物，达到清理或修饰目的的过程考点11：喷丸的原理和设备与喷砂相似，只是采用的磨料不同。
第7章 金属转化膜技术
（2）吸附着色法
无机盐着色
− 物理吸附 − 盐分子吸附于膜层微孔的表面，进行填充 − 在两种溶液中交替浸渍，直至两种盐在氧化膜中的反应生 成物数量满足所需色调为止。 − 耐晒性能好 − 色种较少，色调不鲜艳，与基体结合力差，应用较少
（2）吸附着色法
（3）电解着色
（3）电解着色
（3）电解着色
润滑和 减摩 防止电 偶腐蚀 金属镀层 的底层
7.2化学氧化
化学氧化是指金属表面与介质中的阴离子发生氧化反应生成自 身的氧化膜。一般在钢铁、铝。铜等金属和合金上进行。 化学氧化具有成本低、设备简单、快速方便、应用范围广等优 点。
7.2.1钢铁的化学氧化 7.2.2有色金属及其合金的化学氧化
7.2.1钢铁的氧化处理
7.3.1 铝和铝合金的阳极氧化
硬质阳极氧化膜技术数据
− 外观
呈灰色或古铜色，根据材料而定 达到30~150微米，可承受精密磨床磨削加工 450~550HV 连续运转1,100,000转，膜无痕迹 膜层厚度80~100微米，耐压1500~2000伏
− 厚度
− 硬度
− 耐磨性
− 绝缘性
− 抗盐雾性能
（2）化学氧化工艺 最早使用的是工艺简单、经济实用的MBV法，其溶液由碳 酸钠和铬酸组成，其浓度和工作范围较宽。 MBV法获得的转化膜组成为75%的Al2O3+25%的Cr2O3。膜 层不透明，略带灰绿色，有较好的耐蚀性，经硅酸钠封孔后 能耐海水等介质的腐蚀，但溶液使用寿命不长。
7.2.2有色金属及其合金的化学氧化
− 吸附性好
常规氧化膜100~300HV，硬质膜在铝合金上可达400~600HV，在纯铝上可达 1500HV 多孔蜂窝状，对许多涂料、胶黏剂、染料等都有很强的吸附能力，可作为涂 层的底层 易于将氧化膜着色获得不同颜色，使其具有装饰特性 具有很高的绝缘电阻和击穿电压，可用作铝制品电器的绝缘层和电解电容器 的电介质层
转化膜与镀层技术
转化膜与镀层技术转化膜与镀层技术是一种常用的表面处理技术，被广泛应用于不同行业的产品制造中。
它们的出现，有效地提高了产品的表面性能和功能，使其具备更长的使用寿命和更好的外观质量。
一、转化膜技术转化膜技术是通过在金属表面形成一层转化膜，来改变其物理和化学性质的方法。
转化膜层是由金属基体与周围环境中的物质反应生成的，形成一层非金属化合物的保护层。
这层转化膜能够有效地阻隔金属与外界氧气、腐蚀介质的接触，起到防腐蚀、耐磨、隔热以及改善金属的导电性能等功能。
转化膜技术广泛应用于金属制品的生产中，例如汽车、航空器、建筑材料等。
其中最常见的例子是钢材表面的转化膜处理。
利用酸洗和氧化处理，可在钢材表面形成一层致密的铁氧化物层，有效地提高了钢材的抗腐蚀性能。
此外，转化膜技术还可以在铝合金、镁合金、锌合金等金属表面形成防腐层，提高其耐腐蚀性能。
二、镀层技术镀层技术是以电解或化学还原的方式，在金属表面形成一层金属或非金属材料的薄膜，以增加金属制品的耐腐蚀性、耐磨性和美观性等性能。
常见的镀层有镀铬、镀锌、镀镍、镀银等。
镀层技术有很多优点，首先是提高了金属制品的耐腐蚀性能。
通过在金属表面镀上一层具有较高耐腐蚀性的金属材料，能有效地保护金属基体，延长产品的使用寿命。
其次，镀层技术可以提高金属制品的外观质量，使其具备更好的光泽和装饰效果。
此外，镀层还可以改变金属本身的物理性质，如提高导电性能、增加金属的硬度等。
镀层技术广泛应用于汽车、家电、电子器件等行业中。
以汽车行业为例，镀铬技术被广泛应用于汽车的外观装饰，如镀铬前格栅、镀铬车门把手等。
通过镀铬处理，可以使汽车具备更好的外观质量，并提高抗腐蚀性能，延长使用寿命。
此外，镀锌技术在金属制品防腐方面也有广泛应用，如食品加工设备、建筑材料等。
总结起来，转化膜与镀层技术是通过在金属表面形成一层薄膜来改善金属的性能与功能。
转化膜技术通过反应生成一层非金属化合物的保护层，具备防腐蚀、耐磨、隔热、导电等功能。
化学转化膜和阳极氧化
化学转化膜和阳极氧化
化学转化膜和阳极氧化是两种表面处理技术，广泛应用于金属材料的保护和装饰。
以下是它们各自的特点和工作原理：
一、化学转化膜
化学转化膜是通过化学反应在金属表面形成一层固态薄膜，这层膜具有防腐、耐磨、装饰等作用。
转化膜的形成通常是通过将金属浸入含有氧化剂的溶液中，在一定温度和压力下进行反应而形成的。
转化膜的厚度通常在微米级，常见的化学转化膜有氧化铁膜、磷酸盐膜、铬酸盐膜等。
化学转化膜技术具有操作简单、成本低、环保等优点，广泛应用于钢铁、铝、镁等金属的防腐和装饰。
同时，化学转化膜也具有一定的局限性，例如对一些高耐蚀要求的场合可能无法满足要求，需要在转化膜表面再进行涂装等处理。
二、阳极氧化
阳极氧化是一种利用电化学方法在金属表面形成氧化膜的过程。
在该过程中，金属作为阳极在电解液中被氧化，生成一层固态氧化物薄膜。
这层氧化膜具有防腐、耐磨、绝缘等性能，同时还可以赋予金属表面独特的外观和质感。
阳极氧化的方法有多种，如硫酸阳极氧化、铬酸阳极氧化、磷酸阳极氧化等。
阳极氧化的膜层厚度可以根据需要进行调整，通常在微米至几十微米的范围内。
阳极氧化技术广泛应用于铝、镁、钛等轻金属的防腐和装饰，尤其在航空航天、汽车、建筑等领域得到广泛应用。
综上所述，化学转化膜和阳极氧化都是重要的表面处理技术，具有各自的特点和应用范围。
在实际应用中，应根据具体需求选择合适的表面处理技术，以达到最佳的保护和装饰效果。
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第7章化学转化膜
一、转化膜的定义
二、基本原理
三、分类
四、转化膜的基本用途
五、主要施工方法
六、化学转化膜的发展方向
七、应用
七、应用
七、应用
七、应用
思考
第7章化学转化膜
一、概述
一、概述
一、概述
一、概述
CuSO NaOH 常温氧化
高温氧化
二、高温氧化工艺
二、高温氧化工艺
二、高温氧化工艺
二、高温氧化工艺
红霜
二、高温氧化工艺
二、高温氧化工艺
二、高温氧化工艺
二、高温氧化工艺
二、高温氧化工艺
三、钢铁常温氧化
三、钢铁常温氧化
三、钢铁常温氧化
三、钢铁常温氧化
铝及铝合金的氧化
第7章转化膜
一、概述
一、概述
一、概述
二、磷化膜的形成原理
二、磷化膜的形成原理
三、影响磷化膜质量的因素
三、影响磷化膜质量的因素
三、影响磷化膜质量的因素
三、影响磷化膜质量的因素
四、钢铁磷化的主要工艺流程
四、钢铁磷化的主要工艺流程
第六章转化膜
锌及锌合金的钝化
7.5 着色膜。